第四章设备劣化及其预防对策.docx
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第四章设备劣化及其预防对策
第四章设备劣化及其预防对策
第一节设备的劣化
一、设备劣化的定义
设备原有功能的降低及丧失，以及设备技术、经济性能的降低，都称为设备的劣化。
设备工作异常、性能降低、产生故障、损坏失效，以及与新设备相比较，性能不好、功能不齐全，价格较昂贵等现象，均属于设备劣化的表现。
二、设备劣化的分类及度量
设备劣化分为有形劣化和无形劣化两大类，分别叙述如下：
1、设备的有形劣化
设备在其使用或闲置过程中，都会产生实体的损伤，这种损伤就是称为设备的有形劣化，有形劣化又分为使用劣化、自然劣化和灾害劣化三种
（1）设备的使用劣化是设备在使用过程中，在外力作用下，受到机械碰撞、摩擦、介质的侵蚀等原因，造成设备的损坏、腐蚀、疲劳、剥落等情况。
通常表现为零部件原始尺寸或形状发生变化、公差配合精度的降低，效率下降，绝缘降低，电气仪表等开尖的接触不良，阀门泄漏量的增加，或者是零部件损坏，失效、松动、电气的绝缘破坏，断路和短路等，引起设备故障停机。
前者称为性能降低劣化，后者则称为突发故障型劣化。
表4--1使用劣化的二种型式。
表4—1使用劣化型式
区分
含义
实例
性能降低型
设备使用过程中，产量、效率、精
空气分离设备
度等性能以及电力，蒸汽等效率逐
清洁泵
渐降低
电解槽等
突发故障型
设备在使用过程中，性能降低不多，而是部分零部件损坏、失效，而使设备停止工作，经过更换零件后即恢复功能
机械断轴
电力断线
内压容器损坏
（2）设备的自然劣化
设备的自然劣化是指因为自然力的作用所造成的设备劣化。
例如，机器的生锈金属的腐蚀、木制品的腐朽、塑料橡胶制品的老化等。
（3）设备的灾害劣化
设备的灾害劣化是指设备在受到不可抗拒的自然灾害（如风暴、水灾、雷击、地震等）或意外灾害的侵袭时所造成的劣化。
和使用劣化一样，自然劣化和灾害劣化都有可能使设备性能下降或产
生突发故障，也就是说，自然劣化和灾害劣化中，也都存在性能下降型劣化和突发故障型劣化。
（4）设备有形劣化的度量
设备的有形劣化，既可以用物质或技术的劣化程度来度量，也可用价值损
失的大小来度量，对整机劣化的度量，必须反映其价值损失，因此，在不考虑禾U息的条件下，可用损失的经济价值与原值之比来度量。
即：
R
有形劣化系数a=-
Po
式中：
a:
设备的有形劣化系数
R:
设备有形劣化实绩损失的经济价值
Po:
设备的原值
2、设备的无形劣化
无形劣化是指由于与原来设备（性能）相同的新设备生产出来后，引起原有设备的价值的贬值，无形劣化又可分为经济劣化和技术性无形劣化两种。
（1）经济性无形劣化
由于设备制造厂的生产率提高，消耗降低，在再生产与原来结构和性能相同的设备时，其生产所需的成本就比以前有所降低，从而造成同样设备的实绩价格的下降。
这样，就使得现有设备的原始价格相对贬值，这就是经济性无形劣化。
（2）技术性无形劣化
由于技术进步，结构更完善、性能更好、效果更高的设备的出现，使现有设备的原始价格相对贬值，这就是技术性无形劣化。
（3）经济性无形劣化的度量
由于无形劣化中，技术性无形劣化因参照物不易确定，给正确度量带来了困难，所以对无形劣化的度量通常只讨论经济个生无形劣化的度量问题。
无形劣化（经济性）的度量公式如下：
Po-PPl
无形劣化系数？
二-=1-——
PoPo
式中：
？
：
设备的无形劣化系数
P仁再生产同样设备的价值
Po:
现有设备的原值
3、设备的综合劣化
实际上，设备不论是在使用中，还是处于闲置状态，设备的有形劣化和无形劣化始终都同时存在。
不论是设备的有形劣化，还是无形劣化，均反映为设备的技术和经济价值的下降或丧失。
设备综合劣化的度量公式是：
综合劣化系数丫二1-（1-a）（1-?
）
式中：
？
：
设备的无形劣化系数
a:
设备的有形劣化系数
Y：
设备综合劣化系数
三、设备劣化的表现形式
企业所拥有的设备种类繁多，除建筑、炉窑外，大致可分为机械、电气、仪
表、计算机四类。
因而，设备的劣化的表现形式就存在较多的共同之处。
现在，将设备劣化的主要表现形式分述如下：
1、机械磨损
机械磨损是设备作相对运动的机件的主要劣化形式'凡是机件之间存
在滑动摩擦或滚动摩擦的部分都存在这种磨损。
这种磨损是有规律的，即磨损劣化是有一个发展过程的。
2'裂纹
裂纹是设备工作机件在动载荷的长期作用下，或在不正常外力作用
下，所产生的一种劣化表现形式，是机件疲劳的一种反映。
3'塑性断裂和脆性断裂这也是设备机件常见的一种表现形式，机件在断裂前，可能先出现塑性变
形，然后产生断裂，这称为塑性断裂，有时，机件没有明显的塑性变形，就产生断裂,这种断裂称为脆性断裂。
4、腐蚀
设备机件在环境介质（如水、空气、酸、碱、盐溶液及其他腐蚀性气体等）的作用下，发生损坏的过程，称为金属腐蚀，金属腐蚀有其本身的特点：
（1）从金属表面开始，逐渐向内部渗透和扩展；
（2）金属表面发生变化，如产生剥落、斑点、凹痕或粘附其它的金属化合物，从而，造成金属机件强度的降低。
5、蠕变
在高温条件下工作的设备机件，如果受到长期外加应力的作用，则随着时间的增加，机件的塑性变形不断增加，这就是蠕变，蠕变会使机件承受负荷的能力下降。
6、元器件老化
这是电气、仪表、计算机设备劣化的主要表现形式之一，大量电子元器件集成的电路，以及由这些电路构成的设备，其中电子元器件往往会随时间而出现老化。
另外，橡胶、塑料制品，也会随时间的增加，而发生老化。
第二节预防设备劣化的对策
一、设备劣化的原因
设备劣化是生产活动中，经常遇到，而且是不能避免的一种现象，而造成设
备劣化的原因是多方面的，而主要原因则有下述五个方面:
（1）设备本体方面：
1.设计上的问题
（1）结构不合理；
（2）零部件的强度、刚度不够，元器件选择不当；
（3）选择的安全系数过小；
（4）材质选择不恰当。
2.制造上的问题
（1）零部件材质与设计要求不符；
（2）材质有先天性缺陷；
（3）加工精度不高，装配质量差；
（4）热处理质量差，造成零部件强度不合要求；
（5）元器件质量差，不符合设计要求，装配工艺不佳。
3.安装上的问题
（1）基础质量不好；
（2）安装质量低劣，如水平标高不对，中心轴线不正等；
（3）调试质量差，间隙调整不当，精度调整马虎。
（2）设备管理方面
1.维护保养上的问题
（1）点检不良，润滑不当，异物混入'接触不良，绝缘不良；
（2）故障、异常排除不及时；
（3）磨损、疲劳超级限的部件更换不及时；
（4）保温、散热不好，防潮防湿不佳，通风排水不及时。
2.检修工作上的问题
（1）检修质量低，如装配不好，公差配合不佳，组装偏芯，精度下降，
中心失常；
（2）未按计划检修，不按点检要求检修；
（3）不按标准作业，施工马虎，调整粗糙°
（3）生产管理方面
1.管理上
（1）管理不善，不及时进行操作点检及维护保养；
（2）管理、整顿、整洁、整修工作，不能很好贯彻；
（3）闲置设备未按规定要求进行维护；
（4）与设备人员不及时通信息，造成贻误。
2.操作上
（1）不能正确操作，使用设备；
（2）违反操作规程，进行超负荷运转；
（3）责任心不强，工作时漫不经心，造成误操作
（4）环境条件方面
1.抗高温、防腐、防冻等保护措施不力；
2.意外的碰撞、冲击等；
3.不可抗拒的自然灾害及意外灾害。
（五）正常使用条件下的问题
1.机件之间有相对运动时，滑动或滚动状态下的正常磨损；
2.高、低温、冲击工作状态，设备金属的疲劳、变形蠕变，承载荷强度的下
降；
3.在腐蚀介质条件下工作的设备的腐蚀；
4.元器件的老化、绝缘的降低，橡胶、塑料件的老化。
二、设备劣化主要原因分析
设备投入运转后，如果管理不善，点检不力，维护不良，则会加速设备的劣
化。
不论是机械设备，还是电气、仪表、计算机设备，如果处于给油不良、灰尘沾污、螺栓松弛、受热、受潮，保温不良及冻结等状态下，都可能加速设备劣化，以下就进一步分析这些因素对加速设备劣化所起的作用。
（一）润滑不良
给设备机件相对运动的部位（如旋转、滑动部位）给油、给脂，以使
这些部位润滑良好，减少摩擦损耗，这是一个常识性问题。
润滑工作有下列三个要点：
1.选择合适的油种
由于润滑都有一定的粘度，选择时应先考虑滑动面的材质、接触压力和滑动
速度，盲目使用可能造成接触面油膜的破坏，油不能和金属面接触，转动或滑动部位摩擦增大，磨损增加，从而造成接触部分滑动（或转动）不良，机件温度升高，如此恶性循环，最终导致设备劣化速度加快，甚至造成故障。
如轴承烧损，接触面极限粗糙，使设备急剧停止。
2.选择给油量
润滑的机理是油通过滑动面，在滑动面上形成油膜，使其得到润滑，如果供油量不足，或供油中断，就会产生与上述相同的情况，加速设备劣化，甚至造成设备故障。
3.选择给油周期、
给油周期和油量间有很大的尖系，由于润滑油在使用过程中有损耗，因此，任意延长给油周期，会使设备得到的油量不足，从而同样会加速设备劣化。
所以，给油脂工作应正确理解和掌握这三个要点，确保给油脂正常进行。
另外，给设备的某些固定部位涂上润滑油脂，可以防止金属件生锈和被腐蚀，这一点对闲置设备尤其重要，也不能掉以轻心。
（二）灰尘沾污（包括异物混入）
灰尘能对设备造成损害，加速设备的劣化。
而灰尘往往是从很小的间隙混入并堆积起来的。
设备安装及维修时，不文明施工往往造成大量灰尘或异物的混入，因此，在设备点检时，应充分注意防尘对策，维修时要注意文明施工，充分落实防尘措施。
（三）螺栓松弛
为了使设备发挥正常功能，很重要的一点，就是固定部分必须确实紧固，可动部分必须动作灵活正确。
这样，设备才能承受在起动和运转时，各部分受到的力和反复冲击，否则，设备将受到各种异常力的作用，导致机件出现变形。
特别用螺栓等连接的部位，反复冲击将使螺栓松动，甚至断裂。
螺栓的松动会使所受的应力发生变化，是导致机件损坏，甚至产生设备事故的原因，这也是加速设备劣化的原因之一。
早期发现螺栓的松弛，应加以紧固，同样，在设备维修后，应加强检查，凡紧固部分都应加以切实紧固。
这是设备管理的重要一环，也是点检业务的一个组成部分°
（四）受热
生产中常常需要热能，在生产中被消耗的能量，其中一部分也会转变成热能。
然而，也正是这种热能，却往往带来加速设备劣化的恶果。
特别是对电气、仪表、计算机等电子设备，不但要注意外界热源的干扰，而且要注意这些设备工作时，本身会发热，要避免这些热量的积聚，只是因为温升是影响电子设备稳定的主要因素之一。
所以，对于无用热量的积聚点要特别采取措施进行散热，对有用热源，则要采用有效的隔热措施，将它与其它设备隔离，将热源对其它设备的影响程度减到最小。
（五）潮湿
对电气装置、电子设备、润滑装置等设备，应特别注意防潮。
因为潮湿将加剧腐蚀，并使绝缘材料性能下降。
另外，在湿度大的环境里,散热受到阻碍，会促使润滑剂性状劣化，金属件也容易生锈和被腐蚀。
因此，要注意湿度，湿度大的环境里，除采取可能的防潮、通风措施之外，还必须加强设备的点检维护。
（六）保温不良
除了有用热源要求保温，以防热量散发而导致热源热效率的降低外，还要采用隔热措施，防止热量对其它设备的影响。
对某些设备而言，在寒冷的冬季也要求保持一定的温度。
三、预防劣化的对策
设备劣化的预防对策，主要是预防劣化（或延缓劣化）、测定劣化和
修复劣化，这三个方面是有机地联系在一起的。
（一）预防劣化
预防劣化，应首先从保持设备原有性能的维持活动着手，为了保持设备原有
的性能，要抓住日常维护和改善维修这两个环节，这两个环节是延缓设备劣化的主要环节，也是预防设备劣化的尖键对策。
1.日常维护
为了预防设备劣化，设备的正常运行和日常维护都是十分必要的。
设备的正常运行主要是指，确保设备操作正确，排除人为因素（如误操作、超负荷运行等）所造成的设备异常劣化，设备的日常维护则是延缓设备劣化的重要手段。
2.改善维修
为延缓设备劣化程度，设法改善设备的质量是一项根本性的措施，例如改进设备结构，以提高设备结构的合理性；改变零部件的材质或加工工艺，以提高零部件的使用寿命；采用高质量的元器件，以提高电子设备，控制系统的可靠性；采用适当的表面处理工艺，以提高金属件的耐磨或抗腐能力；改善外部环境条件，以改善设备的环境状况，这些活动就称为改善维修。
必须特别指出，改善维修活动的目的，是在于保持设备的原有性能，是预防设备劣化的重要措施。
（二）测定劣化
为了了解和掌握设备劣化程度，点检人员在进行五感点检之外，还必须运用仪器设备，对设备进行检查，如振动、扭距测定、电压、电流测定，温度测量，系统精度测量；或者取样后委托专业技术人员进行测试分析，如铁谱分析、水质、油质分析，零部件材质分析等；或者对设备的某些部分进行解体检查；或是对失效部位故障部位作进一步分析诊断。
这些工作统称为测定劣化（即劣化的测定）。
实际上，测定劣化也是专业点检人员所担当的设备点检的重要内容。
按目的来分，测定劣化的点检检查，大致分为良否检查和倾向检查两类。
良否检查，一般是指，对于性能低下型劣化，调查其劣化程度，判断设备是否已经
达到应该修理的时期。
倾向检查，通常是指定量测定劣化，在经验、实际数据的基础上，掌握设备劣化倾向，预测修理或更换时期。
（三）修复劣化
通过劣化测定（良否检查和倾向检查），可掌握设备及其零部件的劣化程度，并预测修理更换期，然后确定维修方法，制定计划、实施维修。
这里就包括预防维修和预知维修两种方式。
这两种方式能使设备事故和故障消除在发生之前，使设备事故和故障消除在发生之前，使设备经常处于最佳运转状态，然而，要做到这一点，难度较大，而且维修成本较高。
因此，这两种方式主要用于重要设备的维修。
对于非主要设备，可采用另一种方式，即事后维修方式，待零部件劣化量超标或损坏后再进行更换，设备产生突发故障时，也采用这种方法实施修理。
由于新技术的采用，比原有设备更好的新设备的出现，也会引起设备
的相对劣化。
当绝对劣化、相对劣化发展到一定程度后，就需要进行设备更新。
这也是一种修复设备的一种方式°
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